論重金屬離子砷的處理技術和發展趨勢

丁家志

摘 要 隨著近代工業的不斷發展，砷污染已經成為一個嚴重的世界問題。近年來，對于砷離子去除的技術發展迅速。本文章主要簡要介紹了幾種砷離子去除技術的基本原理、反應機理、特點以及發展趨勢。

關鍵詞 砷污染 混凝 沉淀 離子交換 反滲透

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A

1砷污染的概況

地球地質原因造成的污染和人類活動原因造成的污染，這兩種污染是由砷引起的環境水污染，第一種稱為地方性飲用水砷污染，第二種則是人為排放砷污染。

（1）天然水砷污染。砷廣泛存在自然界中，主要以三硫化二砷、二硫化砷、硫砷化鐵等砷的硫化物形式存在。砷常常也存在于非無色的金屬硫化礦中。全世界上有大約4萬噸的砷是通過含砷巖礦進入生物圈的。

（2）人為因素造成的砷污染人為引起砷污染源來污染燃煤、金屬生產、礦冶、自水污染和食物污染。很多工業部門在他們生產過程中釋放含砷三廢。

2砷的介紹

砷是一種重金屬離子，它位于第四周期，是金屬元素和非金屬元素的過渡期。砷的物理性質和化學性質在理論上和現實中都差別很大。它不但具有金屬元素的性質，而且具有非金屬的性質。砷作為人體的非必須元素很容易隨著食物和空氣等進入人體。砷能以許多形式存在，既包括無機物形態，又包括有機物形態。砷的化合物是劇毒，人體攝入少量的砷都有可能造成死亡。三價砷更是毒于五價砷，且砷在水中，空氣中和土壤中的含量各有不同。砷也是地殼元素的組成部分之一。

3除砷技術

3.1混凝法

混凝法是目前在工業上和生活中使用最為廣泛的一種除砷方法，它具有成本低廉、易于操作、除砷效率高等優點，能使處理后的含砷水達到排放標準。混凝法除砷的原理是利用具有強大吸附能力的混凝劑的吸附作用將砷吸附，轉化為沉淀，再通過過濾等方式將砷與水分離。達到除砷的目的。常見的混凝劑有鐵鹽、鋁鹽、比表面積大的粉煤等無機物以及一些高分子粘結劑。在混凝法除砷的過程中，五價砷比三價砷更加容易形成穩定的化合物而沉淀，所以在使用混凝法除砷的過程中，若加入一定量的氧化劑使得三價砷轉化成為五價砷再沉淀，除砷效果將會有很大的改良。

3.2沉淀法

投加一定的物質使砷離子直接沉淀，然后通過過濾除去砷。通過加入的物質使砷離子發生沉淀而得到去除。該方法大多數適用于含砷量較多的廢水處理中，處理后的廢水滿足排放標準，除此之外也可以結合其他方法達到除砷的目的。

3.3離子交換法

離子交換法有很多優點，操作簡便，處理量大，分離效果好等優點。提高各種物質的回收利用，降低成本，并且非常環保，因此國內外有越來越多的人開始應用。國內外許多報道顯示，離子交換技術在處理砷低濃度水中應用非常廣泛，許多離子交換劑也應運而生。例如二氧化鈦。離子交換法的應用是我國在砷處理方面買進堅實的一大步，相信未來的前景會很好。

3.4反滲透法

反滲透法是利用反滲透膜進行除砷的一種方法。反滲透膜可以有選擇的分離三價砷和五價砷，并且反滲透法環保高效。針對三價砷和五價砷含量不同，反滲透的去除率也不同。據可靠調查發現對五價砷的去除率在90%以上，對三價砷的去除率高達80%。由于反滲透法除砷受很多因素的影響，比如溫度，pH等。如果這些因素控制得好，去除率將會更高。該工藝部分技術還未完全成熟，還需要更深一步的探索和研究。

3.5其他方法

對于砷的去除還有其他方法，在實際生產中還可以采用電吸附和三維電極反接去除。一些方法還處于試驗階段，現在還并沒有取得很好的效果，比如膜濾技術。該技術還處在試驗階段，各種影響因素還沒完全發現，最適條件也沒有研究出來，所以并沒有用于大規模工業生產。當今社會的主題是環保，所以環保節能的技術愈發受人青睞，加上成本低，操作簡單等，已經成為砷離子去除的主題研究。這些技術大多數用于廢水中砷離子的去除，而給水中砷離子的去除技術現在很不成熟，這方面的報道也很少。除此之外，由于我國的國情決定，給水除砷很有必要，將來一定會成為一種趨勢。

4砷污染治理的展望

混凝法具有投資少操作方便的特點，但其有投藥量大，污泥產生量大，在處理水中引入其他物質的缺點。吸附法對砷的吸附能力與吸附劑的表面積、溶液的pH值、溫度、吸附時間和砷的濃度有關，傳統的吸附劑吸附容量較低，新型的吸附劑吸附容量較大，但制造工藝復雜，成本高，尚處于實驗室階段。離子交換法投資高，原水中含其它鹽量較高時，需對原水進行預處理，需要酸堿再生，再生廢水必須經處理合格后排放，存在環境污染隱患，細菌易在床層中繁殖，且離子交換樹脂會因氧化而失效。混凝微濾工藝就具有良好的除砷效果，出水砷的濃度完全符合飲用水衛生標準，且成本低，出水率高，操作簡單，應成為我國研究發展的重點方向。

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